Принципы генетической инженерии

С начала 1970-х годов, когда появилась первая публикация о получении т уйго рекомбинантной ДНК, возникла новая наука - генная

инженерия. В целом, в задачу генной инженериивходит решение трех основных задач:

1) конструирование функционально активных генетических структур в виде рекомбинантных ДНК, пригодных для переноса в другие клетки;

2) разработка методов введения рекомбинантных ДНК в клетку;

3) создание условий для нормальной экспрессии генов, введенных в данную клетку.

Организмы, получаемые в результате внедрения чужеродного генетического материала, называют трансгенными.

Чем принципиально отличается генная инженерия от классической селекции? В отличие от генных инженеров селекционеры при получении новых сортов растений, пород животных или рас микроорганизмов сталкиваются со следующими ограничениями:

1) нельзя скрещивать неродственные виды;

2) нельзя управлять процессом рекомбинации в организме;

3) нельзя предугадать, какое получится потомство.

Технологии, возникшие на основе методов молекулярной генетики, используются в самых разнообразных областях, таких как диагностика наследственных заболеваний у человека и животных, криминалистика, производство хозяйственно ценных и биологически активных веществ, получение новых штаммов микроорганизмов, трансгенных животных и растений с заданными свойствами.

В классическом понимании генно-инженерные работы выполняются в несколько этапов:

1) получают нужный ген, готовый для последующих процедур трансгенеза. Ген может быть выделен из естественных источников (из подходящего генома), синтезирован химическим путем по известной последовательности нуклеотидов, получен с помощью полимеразной цепной реакции или путем копирования ДНК на РНК-матрице с использованием обратной транскриптазы;

2) подбирают вектор, обладающий всеми необходимыми характеристиками;

3) вектор и клонируемый ген обрабатывают одинаковыми рестриктазами;

4) сшивают вектор и встроенный ген с помощью ДНК-лигазы;

5) вводят рекомбинантную конструкцию из вектора и встроенного гена в клетки-мишени реципиента (обычно с помощью трансформации);

6) проверяют наличие трансгена в клетках-мишенях. Для этого используют маркерные гены, которые находятся в молекуле-векторе наряду с трансгеном. Это гены, контролирующие устойчивость, например, к антибиотикам. Поэтому в присутствии соответствующих антибиотиков будут развиваться только те клетки, которые содержат гены устойчивости к ним, т.е. вектор со встроенным в него трансгеном.